(57)【要約】【課題】投影光学系の収差を精度良く測定する。【解決手段】ステップ１１７〜ステップ１２３の処理によって、投影光学系の投影視野内の計測点での波面収差を計測し、ステップ１２７〜ステップ１３１において、レチクルアライメント検出系の撮像によりそのときの波面センサの位置ずれ量を検出する。これらの処理を複数の計測点で実施し、ステップ１３７において、各計測点における波面の全体的な傾斜成分であるディストーション成分から、波面センサの位置ずれ量に対応する成分をキャンセルする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定装置であって、
前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の少なくとも１つの計測点において受光し、その計測点における前記投影光学系の収差に関する第１情報を検出する検出器と；
前記第２面内における前記検出器の基準点の位置に関する第２情報を検出する位置検出系と；
前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記投影光学系のディストーション成分を算出する算出装置と；を備える収差測定装置。
【請求項２】
前記検出器の基準点には、所定マークが形成されており、
前記位置検出系は、前記所定マークの位置の経時変化を、前記第２情報として検出することを特徴とする請求項１に記載の収差測定装置。
【請求項３】
前記検出器は、前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点における前記第１情報をそれぞれ検出し、
前記位置検出系は、
前記複数の異なる計測点のうち、前記検出器による任意の計測点における前記第１情報の検出の合間に、前記第２情報の検出を行い、
前記算出装置は、
前記検出器による前記任意の計測点における前記第１情報の検出の前後に検出された前記第２情報の平均値を、前記任意の計測点における前記第１情報の検出時の前記検出器の基準点の位置に関する情報とすることを特徴とする請求項２に記載の収差測定装置。
【請求項４】
前記検出器は、前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点における前記第１情報をそれぞれ検出し、
前記位置検出系は、前記基準点の位置に関する第２情報として、前記複数の計測点のうちの１つの計測点の位置に関する情報を検出することを特徴とする請求項１に記載の収差測定装置。
【請求項５】
前記第２面内における前記検出器の位置を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、
前記検出器による前記第１情報の検出及び前記位置検出系による前記第２情報の検出の際に、前記検出器を前記複数の異なる計測点にそれぞれ位置決めする場合には、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、前記検出器を位置決めすることを特徴とする請求項３又は４に記載の収差測定装置。
【請求項６】
前記ディストーション成分は、ツェルニケ多項式の第２項及び第３項で表される成分であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の収差測定装置。
【請求項７】
第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定装置であって、
前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の複数の計測点において受光し、前記複数の計測点における前記投影光学系の収差に関する情報を検出するために、前記第２面内を移動可能な検出器と；
前記検出器を前記複数の計測点にそれぞれ位置決めする場合には、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、前記検出器を位置決めする制御装置と；
前記検出器の検出結果に基づいて、前記投影光学系の収差を算出する算出装置と；を備える収差測定装置。
【請求項８】
エネルギビームをマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して感光物体上に転写する露光装置であって、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の収差測定装置と；
前記収差測定装置の測定結果に基づいて、前記投影光学系の光学特性を調整する調整装置と；
前記収差測定装置の検出器が取り付けられ、前記感光物体を保持した状態で、前記投影光学系の光軸に略直交する２次元平面内を移動可能な移動体と；を備える露光装置。
【請求項９】
第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定方法であって、
前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の所定の計測点において受光し、その計測点における前記投影光学系の収差に関する第１情報を、検出器を用いて検出する第１工程と；
前記第２面内における前記検出器の基準点の位置に関する第２情報を検出する第２工程と；
前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記投影光学系のディストーション成分を算出する第３工程と；を含む収差測定方法。
【請求項１０】
前記第２工程では、
前記検出器の基準点に形成された所定マークの位置の経時変化を、前記第２情報として検出することを特徴とする請求項９に記載の収差測定方法。
【請求項１１】
前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点を計測可能な位置に、前記検出器を順次位置決めしながら、前記第１工程を計測点毎に実行し、
前記第２工程では、
前記複数の異なる計測点のうち、前記検出器による前記任意の計測点における前記第１情報の検出の前後に検出された前記第２情報の平均値を、前記任意の計測点における前記第１情報の検出時の前記検出器の基準点の位置に関する情報とすることを特徴とする請求項１０に記載の収差測定方法。
【請求項１２】
前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点を計測可能な位置に、前記検出器を順次位置決めしながら、前記第１工程を、計測点毎に実行し、
前記第２工程では、
前記第１工程を行う毎に、前記基準点の位置に関する情報として、前記複数の計測点のうちの１つの計測点の位置に関する情報を検出することを特徴とする請求項９に記載の収差測定方法。
【請求項１３】
前記第１工程及び前記第２工程では、前記検出器を前記複数の計測点にそれぞれ位置決めする場合には、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、前記検出器を位置決めすることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の収差測定方法。
【請求項１４】
第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定方法であって、
前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の複数の計測点において受光し、前記複数の計測点における前記投影光学系の収差に関する情報を検出するために、前記第２面内を移動可能な検出器を、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、各計測点での計測可能な位置に順次位置決めし、各計測点の情報をそれぞれ検出する第１工程と；
前記検出結果に基づいて、前記投影光学系の収差を算出する第２工程と；を含む収差測定方法。
【請求項１５】
エネルギビームをマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して感光物体上に転写する露光方法であって、
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の収差測定方法を用いて前記投影光学系のディストーション成分を測定する工程と；
前記測定結果に基づいて、前記投影光学系を調整する工程と；
前記調整された投影光学系を介して前記感光物体上に前記パターンを転写する工程と；を含む露光方法。
【請求項１６】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程では、請求項１５に記載の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収差測定装置、露光装置、収差測定方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定装置、該収差測定装置を備える露光装置、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定方法及び該収差測定方法を用いた露光方法、並びにデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）に形成されたパターン（以下、「レチクルパターン」とも呼ぶ）を、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜「基板」と総称する）上に転写する露光装置が用いられている。こうした露光装置としては、いわゆるステッパ等の静止露光型の露光装置や、いわゆるスキャニング・ステッパ等の走査露光型の露光装置が主として用いられている。
【０００３】
かかる露光装置においては、レチクルに形成されたパターンの像を基板上に、高い解像力で、忠実に投影する必要がある。このため、投影光学系は、諸収差が十分に抑制されるように設計されている。
【０００４】
しかし、完全に設計どおりに投影光学系を製造することは困難であり、実際に製造された投影光学系には様々な要因に起因する諸収差が残存してしまう。このため、実際に製造された投影光学系の光学特性は、設計上の光学特性とは異なるものとなってしまう。
【０００５】
そこで、実際に製造された投影光学系の収差を測定するための様々な技術が必要となるが、かかる様々な提案技術の中に、シャック−ハルトマン（Shack-Hartmann）方式の波面収差測定技術がある。この波面収差測定技術では、レチクルに形成されたピンホールから発生した球面波を投影光学系に入射させ、その投影光学系を通過した光を、波面収差計測器の受光光学系に入射させる。そして、その受光光学系により平行光に変換された光を、微小なレンズがその平行光の波面に略平行に多数配列されたマイクロレンズアレイ（上記受光光学系の一部）などの波面分割素子を用いて波面分割し、その分割波面ごとに波面収差計測器のＣＣＤの撮像面上に結像されるピンホールの像（スポット像）の形成位置の基準点からのずれを検出する。
【０００６】
各スポット像の形成位置の基準点からのずれは、各マイクロレンズアレイに入射した光の波面の局所的な傾きを表している。したがって、その波面の局所的な傾きを積分する等の演算を行えば、投影光学系の波面形状を再構成してその波面収差を求めることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このようにして求められた投影光学系の波面収差は、幾つかの収差成分に分解される。このような収差成分の１つに、ディストーション成分がある。
【０００８】
上記波面収差測定器により、このディストーション成分を精度良く測定するには、その波面収差計測器の位置を、入射光の光軸に対して正確に位置決めし、上記各スポット像の形成位置の基準点からのずれに、波面収差計測器の位置ずれによる成分が含まれないようにする必要がある。しかしながら、このような波面収差計測器は、波面収差測定の際にウエハステージに取り付けられる場合もある。そのため、計測器を取り付ける度に、その取り付け位置が変わり、投影光学系の波面収差とは本来無関係な計測器の取り付け位置による誤差の成分が、ディストーション成分の測定結果に含まれてしまう可能性があった。
【０００９】
また、上記波面収差計測器は、投影光学系の投影視野内における複数の計測点について、計測点毎に波面収差を計測していくため、すべての計測点の波面収差の計測を完了するには、それなりの時間を必要とする。この場合、上記波面収差計測器自体から発生する熱やその剛性限界などにより、その波面収差計測器の位置が経時的に変化してしまうと、ディストーション成分の測定結果に対する計測器の位置ずれの影響が徐々に大きくなって、各計測点におけるディストーション成分を一定の条件の下で計測することが困難になる可能性があった。
【特許文献１】国際公開ＷＯ９９／６０３７６１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、投影光学系の収差を、高精度に測定することができる収差測定装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、高精度な露光を実現することができる露光装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第３の目的は、投影光学系の収差を、高精度に測定することができる収差測定方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第４の目的は、高精度な露光を実現することができる露光方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第５の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上することができるデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系（ＰＬ）の収差を測定する収差測定装置であって、前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の少なくとも１つの計測点において受光し、その計測点における前記投影光学系の収差に関する第１情報を検出する検出器（９０）と；前記第２面内における前記検出器の基準点の位置に関する第２情報を検出する位置検出系（２２）と；前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記投影光学系のディストーション成分を算出する算出装置（２０）と；を備える収差測定装置である。
【００１６】
これによれば、検出器により、投影光学系を通過した光を、投影光学系の投影視野内の１つの計測点で受光して、受光した光から投影光学系の収差に関する情報（第１情報）を検出し、位置検出系により、検出器の基準点の位置に関する情報（第２情報）を検出する。そして、算出装置により、第１情報と第２情報とに基づいて、投影光学系のディストーション成分を算出する。このようにすれば、例えば、第１情報に含まれる検出器の位置ずれに大きく影響を受けるディストーション成分から、第２情報に含まれる検出器の位置ずれによる成分をキャンセルすることができるので、そのディストーション成分を、高精度に測定することができる。
【００１７】
この場合、請求項２に記載の収差測定装置のごとく、前記検出器の基準点には、所定マークが形成されており、前記位置検出系は、前記所定マークの位置の経時変化を、前記第２情報として検出することとすることができる。
【００１８】
この場合、請求項３に記載の収差測定装置のごとく、前記検出器は、前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点における前記第１情報をそれぞれ検出し、前記位置検出系は、前記複数の異なる計測点のうち、前記検出器による任意の計測点における前記第１情報の検出の合間に、前記第２情報の検出を行い、前記算出装置は、前記検出器による前記任意の計測点における前記第１情報の検出の前後に検出された前記第２情報の平均値を、前記任意の計測点における前記第１情報の検出時の前記検出器の基準点の位置に関する情報とすることとすることができる。
【００１９】
上記請求項１に記載の収差測定装置において、請求項４に記載の収差測定装置のごとく、前記検出器は、前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点における前記第１情報をそれぞれ検出し、前記位置検出系は、前記基準点の位置に関する第２情報として、前記複数の計測点のうちの１つの計測点の位置に関する情報を検出することとすることができる。
【００２０】
上記請求項３又は４に記載の収差測定装置において、請求項５に記載の収差測定装置のごとく、前記第２面内における前記検出器の位置を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記検出器による前記第１情報の検出及び前記位置検出系による前記第２情報の検出の際に、前記検出器を前記複数の異なる計測点にそれぞれ位置決めする場合には、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、前記検出器を位置決めすることとすることができる。
【００２１】
上記請求項１〜５のいずれか一項に記載の収差測定装置において、請求項６に記載の収差測定装置のごとく、前記ディストーション成分は、ツェルニケ多項式の第２項及び第３項で表される成分であることとすることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系（ＰＬ）の収差を測定する収差測定装置であって、前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の複数の計測点において受光し、前記複数の計測点における前記投影光学系の収差に関する情報を検出するために、前記第２面内を移動可能な検出器（９０）と；前記検出器を前記複数の計測点にそれぞれ位置決めする場合には、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、前記検出器を位置決めする制御装置と；前記検出器の検出結果に基づいて、前記投影光学系の収差を算出する算出装置（２０）と；を備える収差測定装置である。
【００２３】
これによれば、投影光学系の投影視野内の複数の計測点における投影光学系の収差に関する情報を検出すべく、その検出を行う検出器を、制御装置により位置決めする際には、所定方向に検出器を移動させることにより、その位置決めを行う。このようにすれば、検出器を駆動する駆動系の反転駆動時のバックラッシュ等により発生する検出器の位置決め結果のばらつきを低減することができるため、検出器の位置決め精度に影響を受ける投影光学系の収差を、高精度に測定することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、エネルギビームをマスクに照射し、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して感光物体（Ｗ）上に転写する露光装置（１００）であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の収差測定装置と；前記収差測定装置の測定結果に基づいて、前記投影光学系の光学特性を調整する調整装置（２５１）と；前記収差測定装置の検出器が取り付けられ、前記感光物体を保持した状態で、前記投影光学系の光軸に略直交する２次元平面内を移動可能な移動体（ＷＳＴ）と；を備える露光装置である。かかる場合には、請求項１〜７のいずれか一項に記載の収差測定装置を用いて、投影光学系の収差を精度良く測定することができるので、その測定結果に基づいて光学特性が調整された投影光学系を介して、感光物体にパターンを転写すれば、高精度な露光を実現することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定方法であって、前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の所定の計測点において受光し、その計測点における前記投影光学系の収差に関する第１情報を、検出器を用いて検出する第１工程と；前記第２面内における前記検出器の基準点の位置に関する第２情報を検出する第２工程と；前記第１情報と、前記第２情報とに基づいて、前記投影光学系のディストーション成分を算出する第３工程と；を含む収差測定方法である。
【００２６】
これによれば、第１工程において、投影光学系を通過した光を、投影光学系の投影視野内の１つの計測点で受光して、受光した光から投影光学系の収差に関する情報（第１情報）を検出し、第２工程において、検出器の基準点の位置に関する情報（第２情報）を検出する。そして、第３工程において、第１情報と第２情報とに基づいて、投影光学系のディストーション成分を算出する。このようにすれば、例えば、第１情報に含まれる検出器の位置ずれに大きく影響を受けるディストーション成分から、第２情報に含まれる検出器の位置ずれによる成分をキャンセルすることができるので、そのディストーション成分を、高精度に測定することができる。
【００２７】
この場合、請求項１０に記載の収差測定方法のごとく、前記第２工程では、前記検出器の基準点に形成された所定マークの位置の経時変化を、前記第２情報として検出することとすることができる。
【００２８】
この場合、請求項１１に記載の収差測定方法のごとく、前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点を計測可能な位置に、前記検出器を順次位置決めしながら、前記第１工程を計測点毎に実行し、前記第２工程では、前記複数の異なる計測点のうち、前記検出器による前記任意の計測点における前記第１情報の検出の前後に検出された前記第２情報の平均値を、前記任意の計測点における前記第１情報の検出時の前記検出器の基準点の位置に関する情報とすることとすることができる。
【００２９】
上記請求項９に記載の収差測定方法において、請求項１２に記載の収差測定方法のごとく、前記投影光学系の投影視野内の複数の異なる計測点を計測可能な位置に、前記検出器を順次位置決めしながら、前記第１工程を、計測点毎に実行し、前記第２工程では、前記第１工程を行う毎に、前記基準点の位置に関する情報として、前記複数の計測点のうちの１つの計測点の位置に関する情報を検出することとすることができる。
【００３０】
上記請求項１１又は１２に記載の収差測定方法において、請求項１３に記載の収差測定方法のごとく、前記第１工程及び前記第２工程では、前記検出器を前記複数の計測点にそれぞれ位置決めする場合には、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、前記検出器を位置決めすることとすることができる。
【００３１】
請求項１４に記載の発明は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学系の収差を測定する収差測定方法であって、前記投影光学系を介した光を、前記第２面上における前記投影光学系の投影視野内の複数の計測点において受光し、前記複数の計測点における前記投影光学系の収差に関する情報を検出するために、前記第２面内を移動可能な検出器を、その計測点に対し所定方向から前記検出器を近づけつつ、各計測点での計測可能な位置に順次位置決めし、各計測点の情報をそれぞれ検出する第１工程と；前記検出結果に基づいて、前記投影光学系の収差を算出する第２工程と；を含む収差測定方法である。
【００３２】
これによれば、第１工程において、検出器により投影光学系の投影視野内の各計測点における収差を順次測定する際には、検出器が必ず所定方向から位置決めされた状態で測定を行う。このようにすれば、検出器を駆動する駆動系の反転駆動時のバックラッシュ等により発生する検出器の位置決め結果のばらつきを低減することができるため、検出器の位置決め精度に影響を受ける投影光学系の収差を、高精度に測定することができる。
【００３３】
請求項１５に記載の発明は、エネルギビームをマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介して感光物体上に転写する露光方法であって、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の収差測定方法を用いて前記投影光学系のディストーション成分を測定する工程と；前記測定結果に基づいて、前記投影光学系を調整する工程と；前記調整された投影光学系を介して前記感光物体上に前記パターンを転写する工程と；を含む露光方法である。かかる場合には、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の収差測定方法を用いて投影光学系のディストーション成分が測定され、その測定結果に基づいて投影光学系が調整された状態で、転写が行われるので、高精度な露光を実現することができる。
【００３４】
請求項１６に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、前記リソグラフィ工程では、請求項１５に記載の露光方法を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法である。かかる場合には、請求項１５に記載の露光方法を用いて露光を行うので、高集積度のデバイスの生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図９に基づいて説明する。
【００３６】
図１には、本発明に係る収差測定方法の実施に好適な一実施形態にかかる露光装置１００が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１００は、露光装置本体６０と、波面センサ９０とを備えている。
【００３７】
前記露光装置本体６０は、照明系１０、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、感光物体としてのウエハＷを保持する移動体としてのウエハステージＷＳＴ、アライメント検出系ＡＳ、一対のレチクルアライメント検出系２２、及び装置全体を統括制御する主制御装置２０等を備えている。
【００３８】
前記照明系１０は、例えば特開平６−３４９７０１号公報等に開示されるように、光源、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、可変視野絞り（レチクルブラインド又はマスキング・ブレードとも呼ばれる）、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）を含んで構成されている。オプティカル・インテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、あるいは回折光学素子などが用いられる。
【００３９】
この照明系１０では、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上で、レチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域（Ｙ軸方向に細長い矩形状の照明領域）部分を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの遠紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００４０】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系１０の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定方向（ここでは図１における紙面直交方向であるＸ軸方向とする）に、設定された走査速度で駆動可能となっている。
【００４１】
レチクルステージＲＳＴには、レーザ光を反射するＸ軸方向及びＹ軸方向に面した移動鏡等から成る反射面が設けられており、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、その反射面にレーザ光を照射するレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。ここで、実際には、レチクルＸ干渉計とレチクルＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的にレチクル干渉計１６として示されている。そして、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の少なくとも一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）の回転量（ヨーイング量）も計測できるようになっている。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（ヨーイング量などの回転情報を含む）は、ステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいて、ステージ制御装置１９及び不図示のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御し、レチクルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲの位置を制御する。
【００４２】
レチクルＲの上方には、Ｙ軸方向に所定距離隔てて一対のレチクルアライメント検出系２２（位置検出系）が配置されている。各レチクルアライメント検出系２２は、ＣＣＤカメラなどの撮像素子で撮像したアライメントマークの画像データを画像処理してマーク位置を計測するＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）方式の検出系であり、それぞれ、照明光ＩＬと同じ波長の照明光をアライメントマークに照射するための落射照明系（不図示）と、そのアライメントマークの像を撮像するための検出系２２Ｖとを含んで構成されている。検出系２２Ｖは結像光学系と撮像素子とを含んでおり、この検出系２２Ｖによる撮像結果（すなわちレチクルアライメント検出系２２によるマークの検出結果）は、主制御装置２０に供給されている。また、ミラー２２Ｍは、照明光ＩＬの光路上に挿脱自在に配置されている。ミラー２２Ｍは、照明光ＩＬの光路上に挿入されると、落射照明系（不図示）から射出された照明光をレチクルＲ上に導き、且つその照明によりレチクルＲ→ 投影光学系ＰＬ→ウエハステージＷＳＴ上の物体（図１ではウエハＷ）→投影光学系ＰＬ→レチクルＲという経路を経た検出光をレチクルアライメント検出系２２の検出系２２Ｖに導く。なお、ミラー２２Ｍは、露光シーケンスが開始されると、レチクルＲ上のパターンをウエハＷ上に転写するための照明光ＩＬの照射の前に、主制御装置２０からの指令に基づいて不図示の駆動装置により、照明光ＩＬの光路外に退避される。
【００４３】
前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックで、所定の縮小倍率β（βは、例えば１／５、又は１／４）を有する縮小屈折光学系であり、共通のＺ軸方向の光軸ＡＸを有する不図示の複数のレンズエレメントから構成されている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、レチクルＲの回路パターンの照明領域部分の縮小像（部分倒立像）が投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の前記照明領域に共役な投影光学系ＰＬの投影視野内の領域に投影され、ウエハＷ表面のレジスト層に転写される。
【００４４】
なお、本実施形態では、上記の複数のレンズエレメントのうち、特定のレンズエレメント（例えば、所定の５つのレンズエレメント）がそれぞれ独立に移動可能となっている。かかるレンズエレメントの移動は、特定レンズエレメントを支持するレンズ支持部材を支持し、鏡筒部と連結する、特定レンズごとに設けられた３個のピエゾ素子等の駆動素子によって行われるようになっている。すなわち、特定のレンズエレメントを、それぞれ独立に、各駆動素子の変位量に応じて光軸ＡＸに沿って平行移動させることもできるし、光軸ＡＸと垂直な平面に対して所望の傾斜を与えることもできるようになっている。そして、これらの駆動素子を駆動するための駆動指示信号は、主制御装置２０からの指令に基づいて結像特性補正コントローラ２５１によって出力され、これによって各駆動素子の変位量が制御されるようになっている。
【００４５】
こうして構成された投影光学系ＰＬでは、主制御装置２０による結像特性補正コントローラ２５１を介したレンズエレメントの移動制御により、ディストーション、像面湾曲、非点収差、コマ収差、又は球面収差等の光学特性が調整可能となっている。
【００４６】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方で、不図示のベース上に配置されている。このウエハステージＷＳＴ上にウエハホルダ２５が載置されている。このウエハホルダ２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。
【００４７】
ウエハステージＷＳＴは、図１のウエハステージ駆動部２４により、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｚ（Ｚ軸回りの回転方向）、θｘ（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ（Ｙ軸回りの回転方向）の６自由度方向に駆動可能な単一のステージである。
【００４８】
ウエハステージＷＳＴには、レーザ光を反射するＸ軸方向及びＹ軸方向に面した移動鏡等から成る反射面が設けられており、ウエハステージＷＳＴの位置は、その反射面にレーザ光を照射する、外部に配置されたウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８により、例えば、０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。なお、実際には、Ｘ軸方向に測長軸を有する干渉計及びＹ軸方向に測長軸を有する干渉計が設けられているが、図１ではこれらが代表的にウエハ干渉計１８として示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転）、ローリング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転））も計測可能となっている。主制御装置２０は、このウエハステージＷＳＴの位置情報に基づいてステージ制御装置１９及びウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを駆動制御し、ウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷの位置を制御する。
【００４９】
また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面とほぼ同じ高さに設定され、この表面には少なくとも一対のレチクルアライメント用基準マーク、及びアライメント検出系ＡＳのベースライン計測用の基準マーク等が形成されている。
【００５０】
また、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ側には、後述する波面センサ９０を着脱可能とするためのセンサ取付部が形成されている。
【００５１】
前記アライメント検出系ＡＳは、投影光学系ＰＬの側面に配置された、オフアクシス方式のアライメントセンサである。このアライメント検出系ＡＳとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（アライメント検出系ＡＳ内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ）等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。なお、アライメント検出系ＡＳのセンサとしては、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。このアライメント検出系ＡＳの撮像結果は、主制御装置２０へ出力されている。
【００５２】
さらに、図１の装置には、ウエハＷ表面の露光領域内部及びその近傍の領域のＺ軸方向（光軸ＡＸの方向）の位置を検出するための斜入射方式のフォーカス検出系（焦点検出系）の一つである、多点フォーカス位置検出系（２１Ａ，２１Ｂ）が設けられている。この多点フォーカス位置検出系（２１Ａ，２１Ｂ）は、光ファイバ束、集光レンズ、パターン形成板、レンズ、ミラー、及び照射対物レンズ（いずれも不図示）から成る照射光学系２１Ａと、集光対物レンズ、回転方向振動板、結像レンズ、受光用スリット板、及び多数のフォトセンサを有する受光器（いずれも不図示）から成る受光光学系２１Ｂとから構成されている。この多点フォーカス位置検出系（２１Ａ、２１Ｂ）の詳細な構成等については、例えば、特開平６−２８３４０３号公報に開示されている。多点フォーカス位置検出系（２１Ａ、２１Ｂ）による検出結果は、ステージ制御装置１９に供給される。
【００５３】
前記波面センサ９０は、シャック−ハルトマン方式により波面収差を測定する波面収差測定装置のセンサ（検出器）である。この波面センサ９０は、図２に示されるように、収納部材９７、該収納部材９７の内部に所定の位置関係に収納されたコリメータレンズ９２、レンズ９３ａ及びレンズ９３ｂから成るリレーレンズ系９３、ハーフミラー９６０、マイクロレンズアレイ９４、撮像素子（ＣＣＤ）９５1，９５2、収納部材９７に埋め込まれたミラー９６ａ、９６ｂ、収納部材９７の上部開口を閉塞する標示板９１を備えている。標示板９１には、その中央に不図示の開口が形成されている。この場合、開口を介して収納部材９７の内部に入射する光の光軸ＡＸ１上にコリメータレンズ９２、ミラー９６ａ、リレーレンズ系９３、ハーフミラー９６０が順次配置され、そのハーフミラー９６０で分岐された一方の光路（透過光路）上にＣＣＤ９５2が配置されている。また、ハーフミラー９６０で分岐された他方の光路（反射光路）上にミラー９６ｂ、マイクロレンズアレイ９４及びＣＣＤ９５1が順次配置されている。
【００５４】
前記標示板９１は、例えばガラス基板を基材とし、ウエハホルダ２５に固定されたウエハＷの表面と同じ高さ位置（Ｚ軸方向位置）に、光軸ＡＸ１と直交するように配置されている（図１参照）。この標示板９１の表面には、図３に示されるように、その中央部に開口９１ａが形成されている。また、標示板９１の表面における開口９１ａの周辺には、その開口９１ａとの位置関係が既知である、少なくとも１段（図３では、４組）の２次元位置検出用マーク９１ｂが形成されている。この２次元位置検出用マーク９１ｂとしては、本実施形態では、ボックスマークと、そのボックスマークを囲むように配置された、Ｘ軸方向及びＹ軸方向をそれぞれ配列方向とする複数のラインマークとの組合せが採用されている。なお、２次元位置検出用マーク９１ｂは、上述のレチクルアライメント検出系２２によって検出可能となっている。また、開口９１ａ及び２次元位置検出用マーク９１ｂを除く標示板９１の表面は、反射面加工がなされている。かかる反射面加工は、例えば、ガラス基板にクロム（Ｃｒ）を蒸着することによって行われている。
【００５５】
図２に戻り、前記コリメータレンズ９２は、開口９１ａを通って入射した光を平行光に変換する。
【００５６】
図４（Ａ）には、マイクロレンズアレイ９４の平面図が示されており、図４（Ｂ）には、マイクロレンズアレイ９４の、図４（Ａ）における線分Ａ−Ａ’線断面図（端面図）が示されている。
【００５７】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）によって総合的に示されるように、マイクロレンズアレイ９４は、一辺の長さがＤ1である正方形状の多数のマイクロレンズ９８がマトリクス状に稠密に配列されたものである。なお、マイクロレンズ９８は、正の屈折力を有するレンズである。
【００５８】
ここで、各マイクロレンズ９８の光軸は互いにほぼ平行になっている。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）においては、マイクロレンズ９８が、７×７マトリクス状に配列されたものが、一例として示されている。
【００５９】
こうしたマイクロレンズアレイ９４は、平行平面ガラス板にエッチング処理を施すことにより作成される。マイクロレンズアレイ９４は、リレーレンズ系９３を介した後にハーフミラー９６０で反射された光を、入射したマイクロレンズ９８ごとに、ピンホールパターンの像をそれぞれ異なる位置に結像する。
【００６０】
図２に戻り、前記ＣＣＤ９５1は、マイクロレンズアレイ９４の各マイクロレンズ９８によって開口９１ａに形成された後述するピンホールパターンの像が結像される結像面、開口９１ａの形成面の光学的な共役面に受光面を有している。すなわち、ＣＣＤ９５1は、その受光面に結像された多数のピンホールパターン像を撮像する。この撮像結果は、撮像データＩＭＤ１として主制御装置２０に送信される。
【００６１】
前記ＣＣＤ９５2は、ハーフミラー９６０を透過した光を受光する受光面を有しており、その受光面に結像された像を撮像する。この受光面は、投影光学系ＰＬの瞳面と共役な面となっている。この撮像結果は、撮像データＩＭＤ２として主制御装置２０に供給される。
【００６２】
前記収納部材９７は、その内部に、コリメータレンズ９２、リレーレンズ系９３、ハーフミラー９６０、マイクロレンズアレイ９４、及びＣＣＤ９５1、９５2をそれぞれ支持する不図示の支持部材を有している。なお、ミラー９６ａ，９６ｂは、収納部材９７の内面に取り付けられている。また、前記収納部材９７の外形は、上述したウエハステージＷＳＴのセンサ取付部と嵌合する形状となっており、ウエハステージＷＳＴに対して着脱自在となっている。
【００６３】
制御系は、図１中、主制御装置２０及びこの配下にあるステージ制御装置１９などによって主に構成される。主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メインメモリ等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。
【００６４】
主制御装置２０には、例えばハードディスクから成る記憶装置、キーボード，マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置、及びＣＲＴディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等の表示装置（いずれも図示省略）、並びにＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Versatile Disc），ＭＯ（Magneto-Optical Disc）あるいはＦＤ（Flexible Disc）等の情報記録媒体のドライブ装置（不図示）が、外付けで接続されている。ドライブ装置にセットされた情報記録媒体（以下では、ＣＤであるものとする）には、後述するフローチャートで示される計測動作及び露光動作時の処理アルゴリズムに対応するプログラム（以下、便宜上、「特定プログラム」と呼ぶ）、その他のプログラム、並びにこれらのプログラムに付属するデータベースなどが記録されている。
【００６５】
以下、本実施形態の露光装置１００による露光動作を、図５に示されるフローチャートに沿って、適宜他の図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、ウエハＷ上への１層目の露光がすでに終了しており、２層目以降の露光を行うものとして説明する。また、以下の動作の前提として、波面センサ９０は、ウエハステージＷＳＴに装着され、主制御装置２０と接続されており（図１の端点ｃ、ｄ参照）、波面収差計測に関する波面センサ９０及び主制御装置２０に対する初期化処理はすでに行われているものとする。
【００６６】
図５に示されるように、サブルーチン１０１において、投影光学系ＰＬの波面収差が測定される。このサブルーチン１０１では、図６に示されるように、まず、ステップ１１２において、不図示のレチクルローダにより、図７に示される波面収差測定用のレチクルＲＴがレチクルステージＲＳＴにロードされる。測定用レチクルＲＴには、図７に示されるように、３３個のピンホールパターンＰＨj（ｊ＝１〜３３）が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿ってマトリクス状（３×１１）に形成されている。ピンホールパターンＰＨ1〜ＰＨ33は、図７において点線で示されるスリット状の照明領域内にすべて収まるように配置されており、ピンホールパターンＰＨ1は、測定用レチクルＲＴ上の一対のレチクルアライメントマーク（図７で示される十字マーク）が、レチクルアライメント検出系２２の検出系２２Ｖの撮像素子の撮像視野の中心に位置したときに、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸが通る照明領域の中央に配置されるように形成されている。
【００６７】
したがって、次のステップ１１３では、レチクルアライメント検出系２２により、ウエハステージＷＳＴ上に配置された基準マーク板ＦＭを使用した測定用レチクルＲＴの位置計測等が行われ、中央のピンホールパターンＰＨ1が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ上に位置するように、レチクルステージＲＳＴを移動させる。かかる移動は、主制御装置２０が、レチクル干渉計１６が検出したレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ステージ制御装置１９を介してレチクルステージ駆動部を駆動制御することにより行われる。
【００６８】
図６に戻り、次のステップ１１４において、波面センサ９０の標示板９１の開口９１ａが、ピンホールパターンＰＨ1の投影光学系ＰＬに関する共役位置（ピンホールパターンＰＨ1の場合には、光軸ＡＸ上）にウエハステージＷＳＴを移動させる。かかる移動は、主制御装置２０が、ウエハ干渉計１８が検出したウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ステージ制御装置１９を介してウエハステージ駆動部２４を駆動制御することにより行われる。なお、ウエハステージＷＳＴの移動は、主制御装置２０の制御の下、ステージ制御装置１９を介してウエハステージ駆動部２４を駆動することにより行われるが、以下では、単に、「ウエハステージを移動させる。」と表現するものとする。
【００６９】
そして、レチクルアライメント検出系２２により、計測用レチクルＲＴのレチクルアライメントマークとともに、波面センサ９０の標示板９１のマーク９１ｂ（ここでは、Ｙ軸方向に開口９１ａを挟む２つのマーク９１ｂ）を検出する。図８には、レチクルアライメント検出系２２の検出系２２Ｖによって検出された十字のレチクルアライメントマーク及びマーク９１ｂを撮像したときの撮像データの一例が示されている。上記ウエハステージＷＳＴの移動により、十字のレチクルアライメントマークの中心と、マーク９１ｂの中心とは一致するはずであるが、図８に示されるように、波面センサ９０の取り付けられ方などにより、レチクルアライメントマークの中心と、マーク９１ｂの中心とがずれる場合がある（図８では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各軸のずれがｄｘ及びｄｙで示されている）。そこで、図８に示されるようなレチクルアライメント検出系２２の検出結果（撮像データ）に基づいて、各レチクルアライメントマークの中心と、各マーク９１ｂの中心との位置ずれを算出し、それらの位置ずれに基づいて、波面センサ９０の開口９１ａと、ピンホールパターンＰＨ1とのＸＹ平面の位置ずれ（ｄｘ、ｄｙ）を算出し、その位置ずれがキャンセルされるようにウエハステージＷＳＴをＸＹ平面内で移動させる。これにより、波面センサ９０の開口９１ａと、ピンホールパターンＰＨ1とが、ほぼ完全に一致するようになる。
【００７０】
また、主制御装置２０は、多点フォーカス位置検出系（２１Ａ、２１Ｂ）の検出結果に基づいて、ピンホールパターンＰＨ1の像が結像される像面に波面センサ９０の標示板９１の上面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴをＺ軸方向又はθｘ、θｙ方向に微小駆動して、波面センサ９０の標示板９１の傾斜の調整を行う。なお、傾斜の調整後、波面センサ９０の最適Ｚ位置の調整、波面センサ９０のＣＣＤ９５1，９５2で受光される受光量の調整、ＣＣＤ９５1，９５2の暗電流の調整なども実施される。
【００７１】
次いで、ステップ１１７において、ＣＣＤ９５1、９５2により、それら撮像面（受光面）に形成された像の撮像が行われる。図９には、最初のピンホールパターンＰＨ1から発せられる球面波に関する投影光学系ＰＬの波面収差測定のための光学的配置を、波面センサ９０の光軸ＡＸ１及び投影光学系の光軸ＡＸに沿って展開した図が示されている。
【００７２】
こうした光学的配置において、照明系１０から照明光ＩＬが射出されると、測定用レチクルＲＴのピンホールパターンＰＨ1に到達した光が、球面波となってピンホールパターンＰＨ1から射出される。そして、その光は、投影光学系ＰＬを介した後、波面センサ９０の標示板９１の開口９１ａに集光される。なおピンホールパターンＰＨ1以外のピンホールパターンＰＨ2〜ＰＨ33を通過した光は、開口９１ａには到達しないようになっている。こうして開口９１ａに集光された光の波面は、投影光学系ＰＬの波面収差を含んだ略球面となる。
【００７３】
開口９１ａを通過した光は、コリメータレンズ９２により平行光に変換され、さらにリレーレンズ系９３を介した後、ハーフミラー９６０に入射する。ハーフミラー９６０で反射された入射光の一部は、ミラー９６ｂでさらに反射された後、マイクロレンズアレイ９４に入射する。ここで、マイクロレンズアレイ９４に入射する光の波面は、投影光学系ＰＬの波面収差を反映したものとなっている。すなわち、投影光学系ＰＬに波面収差が無い場合には、図９において点線で示されるように、その波面ＷＦは光軸ＡＸ１と直交する平面となるが、投影光学系ＰＬに波面収差が有る場合には、図９において２点鎖線で示されるように、その波面ＷＦ’は光軸ＡＸ１と直交する平面とはならず、その平面上の位置に応じた角度の傾きを有する面となる。
【００７４】
マイクロレンズアレイ９４は、マイクロレンズ９８（図４参照）ごとに、開口９１ａの像を、標示板９１の光学的な共役面すなわちＣＣＤ９５1の撮像面（受光面）に結像させる。マイクロレンズ９８に入射した光の波面が光軸と直交する場合には、そのマイクロレンズ９８の光軸とＣＣＤ９５1の撮像面の交点を中心とするスポット像が、ＣＣＤ９５1の撮像面に結像される。しかし、マイクロレンズ９８に入射した光の波面が傾いている場合には、その傾き量に応じた距離だけ、そのマイクロレンズ９８の光軸と撮像面の交点からずれた点を中心とするスポット像がＣＣＤ９５1の撮像面に結像される。一方、ハーフミラー９６０を透過した光は、ＣＣＤ９５2の撮像面に入射する。
【００７５】
ＣＣＤ９５1、９５2の撮像により得られた撮像データＩＭＤ１、ＩＭＤ２は、主制御装置２０に送信される。主制御装置２０は、撮像データＩＭＤ１、ＩＭＤ２を受信すると、不図示の記憶装置に撮像データＩＭＤ１、ＩＭＤ２を格納する。
【００７６】
次のステップ１１９において、撮像データＩＭＤ１に基づいて、各スポット像の位置情報が検出される。かかる位置情報の検出にあたり、主制御装置２０は、記憶装置から撮像データＩＭＤ１を読み出し、マイクロレンズアレイ９４によりＣＣＤ９５1の撮像面に形成された各スポット像の中心位置を算出する。こうしたスポット像位置の検出は、例えば各スポット像の光強度分布の重心を算出したり、その光強度分布と、所定の光強度分布との相関性を算出したりすることにより行われる。主制御装置２０は、こうして求められた各スポット像の中心位置を、マイクロレンズアレイ９４によりＣＣＤ９５1の撮像面に形成された各スポット像の位置情報として、記憶装置（不図示）に格納する。
【００７７】
こうして検出された各マイクロレンズ９８のスポット像の中心位置と、波面収差が無いときに期待される各マイクロレンズ９８のスポット像の中心位置（基準位置）とのずれは、各マイクロレンズ９８に入射した光の波面の局所的な傾きによるものであり、スポット像の基準位置からのずれの大きさが、その波面の局所的な傾きの大きさを表している。したがって、後述する処理では、そのずれの大きさ、すなわち波面の局所的な傾きの大きさに基づく積分演算により、マイクロレンズアレイ９４に入射する光の波面形状を再構成し、投影光学系ＰＬの波面収差を求めることになる。
【００７８】
さらに、後述する処理では、通常、マイクロレンズアレイに入射する光の波面形状をツェルニケ展開された形式で求める。かかるツェルニケ展開された形式では、マイクロレンズアレイへの入射光波面の中心軸に直交する面をｒθ面（ｒが半径を示し、θを角度とする極座標平面）とし、当該中心軸とｒθ面との交点を原点とすると、波面Ｗ（ｒ、θ）は、ツェルニケ多項式をΦmn（ｒ）（ｍ＝０、１、・・・、かつ、ｎ＝０〜ｍ（ただし、（ｍ−ｎ）は、０又は偶数））として、次の（１）式のように表される。
【００７９】
【数１】
2005129557.tif 000003
ここで、Ａmn及びＢmnは、波面Ｗ（ｒ，θ）の形状に応じて決まる係数である。
【００８０】
ところで、上述のような波面Ｗ（ｒ，θ）の測定結果によって、投影光学系ＰＬの諸収差を精度良く求めるためには、投影光学系ＰＬからの光の波面の中心軸と撮像面との交点位置（以下、「波面の中心位置」という）が、ツェルニケ展開における原点となっていることと、その光の有効径がわかっていることが前提となる。そこで、本実施形態では、その光の中心位置と、その有効径を求めるべく、波面センサ９０のＣＣＤ９５2で、投影光学系ＰＬを介した光を、マイクロレンズアレイを通すことなく受光しており、ＣＣＤ９５2から送られる撮像データＩＭＤ２は、その光の直接の受光結果である。
【００８１】
したがって、次のステップ１２１では、記憶装置から、投影光学系ＰＬからの光を直接受光することにより得られる撮像結果として撮像データＩＭＤ２を読み出し、その撮像データＩＭＤ２から得られるＣＣＤ９５2の受光面上の輝度分布などに基づいて、例えば統計的手法を用いて投影光学系ＰＬからの光の波面の中心位置及び有効径を求める。
【００８２】
そして、次のステップ１２３において、上記ステップ１１９で求めた各スポット像の中心位置と、上記ステップ１２１で求めた波面の中心位置によって補正された各スポット像の基準位置とのずれから上述したような積分演算により、上記式（１）で示されるツェルニケ展開された波面Ｗ（ｒ，θ）を求める。
【００８３】
上記式（１）においては、例えば、Ａ20・Φ20（ｒ）（Φ20（ｒ）＝２ｒ2−１）は、回転対称なデフォーカス成分を表しており、また、Ａ40・Φ40（ｒ）（Φ40（ｒ）＝６ｒ4−６ｒ2＋１）は、球面収差成分を表している。また、Ａ31・Φ31（ｒ）（Φ31（ｒ）＝３ｒ3−２ｒ2）及びＡ33Φ33（ｒ）（Φ33（ｒ）＝ｒ3）は、コマ収差成分を表している。また、ツェルニケ多項式のいわゆる第２項及び第３項の和である（Ａ11・ｃｏｓθ＋Ｂ11・ｓｉｎθ）Φ11（ｒ）（Φ11（ｒ）＝ｒ）は、波面の全体的な傾斜を示すディストーション成分を表している。
【００８４】
次のステップ１２５では、波面収差計測が１回目であるか否かが判断される。その判断が否定されれば、ステップ１２７に進み、肯定されれば、ステップ１３３に進む。ここでは、波面収差計測が１回目であるので判断が肯定され、ステップ１３３に進む。
【００８５】
ステップ１３３では、全てのピンホールパターンに関して投影光学系ＰＬの波面収差を算出したか否かが判定される。この段階では、最初のピンホールパターンＰＨ1についてのみ投影光学系ＰＬの波面収差を測定しただけなので、否定的な判断がなされ、ステップ１３５に進む。
【００８６】
ステップ１３５では、波面センサ９０の標示板９１の開口９１ａが、次のピンホールパターンＰＨ2の投影光学系ＰＬに関する共役位置に、ウエハステージＷＳＴを移動させる。なお、このときも、主制御装置２０は、多点フォーカス位置検出系（２１Ａ、２１Ｂ）の検出結果に基づいて、次の測定位置、すなわちピンホールパターンＰＨ2を介した像が結像される像面に波面センサ９０の標示板９１の上面を一致させるべく、必要に応じて、ウエハステージＷＳＴをＺ軸方向に微小駆動する。
【００８７】
その後、上述のステップ１１７〜ステップ１２３の処理が行われ、ピンホールパターンＰＨ2に対する波面収差計測が実行される。そして、ステップ１２５における判断が否定され、ステップ１２７に進む。
【００８８】
ステップ１２７では、上記ステップ１１３で位置決めした位置、波面センサ９０の標示板９１のマーク９１ｂを、レチクルアライメント検出系２２により検出することが可能な位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。そして、ステップ１２９において、レチクルアライメント検出系２２による撮像を行う。もし、上記ステップ１１３が行われてから、ステップ１２９が行われるまで、波面センサ９０の位置にずれが生じていなければ、レチクルアライメントマークの中心と、マーク９１ｂの中心とが一致しているはずである。しかし、波面センサ９０の位置にずれが生じていれば、例えば図８に示されるような位置ずれｄｘ，ｄｙが再び生じているはずである。そこで、ステップ１３１において、その撮像結果に基づいて、この波面センサ９０の位置ずれ量を算出する。算出された位置ずれ量は、記憶装置に格納される。
【００８９】
ステップ１３３では、全てのピンホールパターンに関して投影光学系ＰＬの波面収差を算出したか否かが判定される。この段階では、ピンホールパターンＰＨ1、ＰＨ2について投影光学系ＰＬの波面収差を測定しただけなので、否定的な判断がなされ、ステップ１３５に進む。
【００９０】
以後、上記と同様にして、ステップ１３５→ステップ１１７→ステップ１１９→ステップ１２１→ステップ１２３が実行されて、ピンホールパターンＰＨ3、ＰＨ4、…、ＰＨ33に関する投影光学系ＰＬの波面収差が順次測定され、その測定結果が、記憶装置に格納され、ステップ１２７→ステップ１２９→ステップ１３１が実行されて、各ピンホールパターンに対する波面収差の測定が行われている間の位置ずれ量（ｄｘ、ｄｙ）が順次測定され、記憶装置に格納される。
【００９１】
こうして全てのピンホールパターンに関する投影光学系ＰＬの波面収差が測定されると、ステップ１３３において肯定的な判断がなされ、ステップ１３７に進む。
【００９２】
ステップ１３７では、上記ステップ１２３において算出された各収差成分のうち、ディストーション成分の補正を行う。前述したように、ツェルニケ多項式の第２項、第３項としてのディストーション成分は、波面の全体的な傾斜を示している。しかしながら、ステップ１２３で検出される波面の全体的な傾斜は、波面センサ９０の熱変形などによる位置ドリフトなどによっても、引き起こされる。したがって、上記ステップ１２３で算出されたディストーション成分は、投影光学系ＰＬのディストーション成分以外に、この位置ドリフトによる成分も含んでいる場合がある。そこで、このステップ１３７において、ステップ１２３で算出されたディストーション成分から、上記ステップ１３１で算出された位置ずれ量（ｄｘ、ｄｙ）に対応する波面の傾斜成分がキャンセルされるように、そのディストーション成分を補正する。なお、この位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）と、それに対応する波面の傾斜成分との関係は、図２に示される波面センサ９０の物理的及び光学系構造の設計値により予め求められている。
【００９３】
なお、ステップ１１７における波面センサ９０による撮像のタイミングと、ステップ１２９におけるレチクルアライメント検出系２２による撮像のタイミングとは、異なるため、ディストーション成分から、位置ドリフト量による成分を精度良くキャンセルするためには、ステップ１１７における波面センサ９０による撮像の時点での、波面センサ９０の位置ずれ量を用いるのが望ましい。
【００９４】
そこで、本実施形態では、以下に示すように、ステップ１１７における波面センサ９０による撮像の時点での、波面センサ９０の位置ずれ量を算出する。具体的には、ステップ１１７において、ピンホールパターンＰＨ3〜ピンホールパターンＰＨ33に対する波面センサ９０による撮像を順次行う場合には、その前後（その撮像の合間）にステップ１２９において、位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）の検出が行われているので、例えばその前後に検出された位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）の平均値を、その撮像の時点での位置ずれ量とみなすことができる。また、最初のピンホールパターンＰＨ1、ＰＨ2については、その波面収差の計測の前に位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）の検出が行われてはいないが、ピンホールパターンＰＨ2に対する波面センサ９０による撮像の直後に検出された位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）の例えば１／３、２／３程度の値を、その撮像時点の位置ずれ量とすれば良い。
【００９５】
もっとも、上記具体的算出方法は、ステップ１１３におけるレチクルアライメント検出系２２の撮像結果による波面センサ９０の最初の微調整と、ステップ１１７における波面センサ９０による撮像と、ステップ１２９におけるレチクルアライメント検出系２２の撮像とが、ほぼ所定間隔で行われることを前提としてはじめて適用可能な方法である。もし、これらの処理が行われるタイミングが異なる場合には、それらのタイミングの間隔の比に応じて、位置ずれ量を算出するようにすれば良い。また、この場合、主制御装置２０の内部にタイマを備え、それらの時点の間隔の比を実際に計測しても良い。
【００９６】
ステップ１３７終了後、サブルーチン１０１の処理を終了し、この後、図５のステップ１０２に移行する。
【００９７】
ステップ１０２では、記憶装置に記憶された波面収差の結果に基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差の測定が許容値以下であるか否かを判定する。この判定が肯定的である場合には、ステップ１０４に移行する。一方、判定が否定的である場合には、処理はステップ１０３に移行する。この段階では、判定が否定的であり、処理がステップ１０３に移行したとして、以下の説明を行う。
【００９８】
ステップ１０３では、投影光学系ＰＬの波面収差の測定結果に基づき、その波面収差が低減されるように投影光学系ＰＬの調整を行う。かかる波面収差の調整は、主制御装置２０が、結像特性補正コントローラ２５１を介してレンズエレメントの移動制御を行うことや、場合によっては、人手により投影光学系ＰＬのレンズエレメントのＸＹ平面内での移動やレンズエレメントの交換を行うことによりなされる。
【００９９】
引き続き、サブルーチン１０１において、調整された投影光学系ＰＬに関する波面収差が上記と同様にして測定される。以後、ステップ１０２において否定的な判断がなされるまで、投影光学系ＰＬの調整（ステップ１０３）と、波面収差の測定（サブルーチン１０１）が繰り返し実行される。そして、ステップ１０２において肯定的な判断がなされると、ステップ１０４に移行する。
【０１００】
次のステップ１０４においては、露光装置１００の動作を監視するオペレータに対し、一連の波面収差の計測及び調整動作が終了したことを、例えば、不図示の表示装置にその旨を表示したり、アラーム音を鳴らすことによって、通知する。
【０１０１】
そして、次のステップ１０５では、波面センサ９０がウエハステージＷＳＴから取り外されることが確認されるまで待つ。オペレータは、ウエハステージＷＳＴから、波面センサ９０を取り外す。波面センサ９０がウエハステージＷＳＴから取り外されたことを確認すると、ステップ１０６に進む。なお、この取り外されたことの確認は、取り外されたことを検出可能な不図示のセンサからの信号を監視することによって行われても良いし、オペレータにより、不図示の入力装置から入力される、波面センサ９０が取り外されたことを示す旨の信号を監視することによって行われるようにしても良い。
【０１０２】
ステップ１０６では、不図示のレチクルローダにより、測定用レチクルＲＴをアンロードした後、転写したいパターンが形成されたレチクルＲをレチクルステージＲＳＴにロードする。すなわち、測定用レチクルＲＴは、すでにレチクルステージＲＳＴからアンロードされているものとする。
【０１０３】
次のステップ１０７では、ウエハステージＷＳＴ上に配置された基準マーク板ＦＭ上のマークをレチクルアライメント検出系２２によって検出することにより行うレチクルアライメントや、更にアライメント検出系ＡＳを使用したベースラインの測定等の準備作業を行う。
【０１０４】
そして、ステップ１０８において、ウエハ交換が行われる。不図示のウエハローダにより、露光対象であるウエハＷが、ウエハステージＷＳＴにロードされる。
【０１０５】
そして、次のステップ１０９において、ウエハＷに対する露光が２層目以降の露光であるので、既に形成されている回路パターンと重ね合わせ精度良く回路パターンを形成するために、ウエハアライメントを行う。ここでは、アライメント検出系ＡＳを使用した上述のＥＧＡ計測により、ウエハＷ上におけるショット領域の配列座標が高精度で検出される。
【０１０６】
次いで、ステップ１１０において、露光が行われる。この露光動作にあたって、まず、ウエハＷのＸＹ位置が、ウエハＷ上の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光のための走査開始位置（加速開始位置）となるように、ウエハステージＷＳＴが移動される。同時に、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置（加速開始位置）となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。
【０１０７】
そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向（互いに逆方向）に同期移動させつつ、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に転写する。なお、この同期移動中には、レチクル干渉計１６によって検出されるレチクルステージＲＳＴのＸＹ位置の情報、多点フォーカス位置検出系（２１Ａ，２１Ｂ）及びウエハ干渉計１８によって検出されるウエハステージＷＳＴのＺ位置の情報、ＸＹ位置の情報に基づいて、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの相対位置関係が適切に保たれるよう、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴの位置制御が行われる。
【０１０８】
こうして、最初のショット領域の露光が終了すると、次のショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）となるように、ウエハステージＷＳＴが移動されるとともに、レチクルＲのＸＹ位置が、走査開始位置（加速開始位置）となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、当該ショット領域に関する走査露光が、上述の最初のショット領域と同様にして行われる。以後、同様にして各ショット領域について走査露光が行われ、露光が完了する。
【０１０９】
そして、ステップ１１１では、予定枚数、例えば１ロット（２５枚）のウエハの露光が終了したか否かが判断される。その判断が否定されれば、ステップ１０８に戻る。肯定されれば、処理を終了する。ここでは、まだ１枚目のウエハの露光が完了しただけなので、判断は否定されステップ１０８に戻る。以降、ステップ１０８→ステップ１０９→ステップ１１０→ステップ１１１の処理が繰り返され、ステップ１１１の判断が肯定されると、露光動作を終了する。
【０１１０】
以上詳細に述べたように、本実施形態の露光装置１００では、波面センサ９０により、投影光学系ＰＬを通過した光を、投影光学系ＰＬの投影視野（露光フィールド）内の１つの計測点（すなわちピンホールパターン像ＰＨjが結像する位置）で受光して、受光した光から投影光学系ＰＬの波面収差を検出し、レチクルアライメント検出系２２により、波面センサ９０の基準点（マーク９１ｂが形成された位置）の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を検出する。そして、主制御装置２０により、検出した波面を展開して得られるツェルニケ多項式の第２項及び第３項の投影光学系ＰＬのディストーション成分（Ｘチルト及びＹチルト）から、波面センサ９０の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）により生じた波面傾斜成分をキャンセルする。このようにすれば、測定位置の位置誤差に大きく影響を受けるディストーション成分から、その位置誤差の成分をキャンセルすることができるので、投影光学系ＰＬの収差を、高精度に測定することができる。
【０１１１】
なお、上記実施形態では、投影光学系ＰＬの投影視野内の１つの計測点で波面収差を測定する毎に、波面センサ９０の位置ずれ量を検出したが、これに限られるものではなく、２つ又はそれ以上の計測点で波面収差を測定する毎に、すなわち１つ置き又はそれ以上の間隔をおいて、波面センサ９０の位置ずれ量を検出するようにしても良い。また、波面センサ９０の位置ずれ量がそれほど顕著でないことが明らかとなった場合には、波面センサ９０を測定する間隔を長くし、波面センサ９０の位置ずれ量が顕著である場合には、その測定間隔を短くして、臨機応変に測定間隔を変更するようにしても良い。すなわち、本発明では、複数の異なる計測点のうち、任意の計測点における波面収差を測定する合間に、波面センサ９０の位置ずれ量を検出するようにすることができる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、ステップ１２９において、レチクルアライメント検出系２２によって、波面センサ９０の指標板９１上に形成されたマーク９１ｂを撮像することにより、波面センサ９０の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を測定したが、本発明はこれには限定されない。例えば、上記ステップ１２７の代わりに、各ピンホールパターンＰＨjに対する波面センサ９０による撮像の合間に、波面センサ９０の位置を、例えば、ピンホールパターンＰＨ1に対応する位置（この位置を基準点とする）に再び位置決めし、上記ステップ１２９の代わりに、ピンホールパターンＰＨ1に対する波面センサ９０による波面収差の測定を行うようにしても良い。
【０１１３】
このとき、もし波面センサ９０の位置に全く変化がなければ、各回のピンホールパターンＰＨ1に対するディストーション成分の算出結果は、ほぼ同じとなるはずであり、逆に言えば、各回のディストーション成分の変化が、波面センサ９０の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を示しているといえる。そこで、各ピンホールパターンに対する波面センサ９０による撮像の合間に、例えばピンホールパターンＰＨ1に対する波面センサ９０による撮像を行って、その時その時のディストーション成分を算出し、そのディストーション成分の経時変化を求めていけば、その時点での経時変化がそのまま波面センサ９０の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）に応じた波面傾斜成分に対応するようになる。したがって、その波面傾斜成分を各ピンホールパターンＰＨjに関して算出されたディストーション成分からキャンセルすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
また、上記実施形態では、ステップ１１３、ステップ１２７、ステップ１３５におけるウエハステージＷＳＴの位置決めを必ず所定の方向にウエハステージＷＳＴを移動させることにより、行うようにしても良い。このようにすれば、その位置決めの際に、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動部２４のバックラッシュなどに起因するウエハステージＷＳＴの位置のばらつきを低減することができる。
【０１１５】
また、上記実施形態では、ウエハステージを１つだけ備えているシングルステージ型の露光装置に本発明を適用する場合について説明したが、本発明はこれには限定されず、ウエハステージを複数備える露光装置にも適用することができる。また、その際には、複数のウエハステージのうち、少なくとも１つのウエハステージに、波面センサ９０が取り付け可能となっていれば良い。
【０１１６】
また、上記実施形態では、波面センサ９０の標示板９１のマーク９１ｂの検出に、レチクルアライメント検出系２２を用いたが、アライメント検出系ＡＳによって検出するようにしても良い。しかし、この場合には、アライメント検出系ＡＳが、投影光学系ＰＬを介さないでマークの検出を行うオフアクシスの検出系であるので、基準点、すなわち波面センサ９０の標示板９１のマーク９１ｂの検出位置から、波面収差の各計測点に、波面センサ９０を移動させるためにウエハステージＷＳＴを移動させる距離が、そのベースラインだけ長くなってしまう。したがって、スループットの観点から見れば、レチクルアライメント検出系２２を、マーク９１ｂの検出に用いるのが望ましい。なお、露光装置が、複数のウエハステージを備えるタイプのものである場合には、そのベースラインが特に長くなっており、ウエハステージが基準点から各計測点に移動する途中で、そのステージの位置を計測する干渉計が切り替わってしまうので、位置ずれ量の検出が不可能となる。したがって、複数のウエハステージを備える露光装置については、オフアクシスの検出系ではなく、投影光学系を介してマークの検出を行うレチクルアライメント検出系などを用いて基準点計測を行うのが望ましい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、基準点を計測する際に、波面センサ９０の標示板９１の一対のマーク９１ｂの位置関係を、レチクルアライメント検出系２眼で同時に検出することとしたが、レチクルアライメント検出系１眼のみで、１つのマーク９１ｂを計測するようにしても良い。このようにしても、波面センサ９０の位置ずれ量を計測可能である。
【０１１８】
また、上記実施形態では、波面センサ９０をウエハステージＷＳＴに脱着可能なものとしたが、このようなセンサはウエハステージに常備されているものであっても良い。この場合にも、波面収差計測中のセンサのドリフトが低減はされるものの完全に０になるわけではないので、本発明を有効に適用することができる。
【０１１９】
また、上記実施形態では、測定用レチクルＲＴにおける開口パターンの数を３３としたが、所望の波面収差の測定精度に応じて、数を増減することが可能である。また、マイクロレンズアレイ９４におけるマイクロレンズ９８の配列数や配列態様も、所望の波面収差の測定精度に応じて変更することが可能である。
【０１２０】
また、上記実施形態では、位置検出の対象像をスポット像としたが、他の形状のパターンの像であってもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬの波面収差測定及び波面収差調整を、露光装置が組み立てられた後の定期メンテナンス時等に行い、その後のウエハの露光に備える場合について説明したが、露光装置の製造における投影光学系ＰＬの調整時に、上記の実施形態と同様にして、波面収差の調整を行ってもよい。なお、露光装置の製造時における投影光学系ＰＬの調整にあたっては、上記の実施形態において行われる投影光学系ＰＬを構成する一部のレンズエレメントの位置調整に加えて、他のレンズエレメントの位置調整、レンズエレメントの再加工、レンズエレメントの交換等を行うことが可能である。
【０１２２】
また、上記実施形態では、露光装置における投影光学系ＰＬの波面収差の計測であったが、露光装置に限らず、他の種類の装置における結像光学系の諸収差の計測にも本発明を適用することができる。
【０１２３】
また、上記実施形態の露光装置の光源としては、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
【０１２４】
また、上記実施形態では、走査型露光装置の場合を説明したが、本発明は、投影光学系を備える露光装置であれば、ステップ・アンド・リピート機、ステップ・アンド・スキャン機、ステップ・アンド・スティッチング機を問わず適用することができる。
【０１２５】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【０１２６】
《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置１００をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
【０１２７】
図１０には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１０に示されるように、まず、ステップ８０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ８０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ８０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１２８】
次に、ステップ８０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ８０１〜ステップ８０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ８０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ８０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ８０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。
【０１２９】
最後に、ステップ８０６（検査ステップ）において、ステップ８０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１３０】
図１１には、半導体デバイスにおける、上記ステップ８０４の詳細なフロー例が示されている。図１１において、ステップ８１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ８１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ８１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ８１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ８１１〜ステップ８１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１３１】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ８１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ８１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１００及びその露光方法を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ８１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ８１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ８１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
【０１３２】
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１３３】
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ８１６）において上記実施形態の露光装置１００が用いられるので、高精度な露光を実現することができる。この結果、より高集積度のデバイスの生産することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上説明したように、本発明に係る収差測定装置は、露光装置に用いられる投影光学系の収差を計測するのに適しており、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適しており、本発明に係る収差測定方法は、露光方法に用いられる投影光学系の収差を計測するのに適しており、本発明の露光方法は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適しており、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の波面センサの構成を概略的に示す図である。
【図３】図２の標示板の表面状態を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図２のマイクロレンズアレイの構造を示す図である。
【図５】図１の露光装置における露光動作の処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５の収差測定ルーチンにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】測定用レチクルに形成された測定用パターンの例を示す図である。
【図８】レチクルアライメント検出系の撮像結果の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるスポット像の撮像時における光学配置を説明するための図である。
【図１０】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０のステップ８０４の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
２０…主制御装置（算出装置、制御装置）、２２…レチクルアライメント検出系（位置検出系）、９０…波面センサ（検出器）、９５1，９５2…ＣＣＤ、１００…露光装置、２５１…結像特性補正コントローラ、ＡＳ…アライメント検出系、ＩＭＤ１，ＩＭＤ２…撮像データ、ＰＬ…投影光学系、ＰＨ1〜ＰＨ33…ピンホールパターン、Ｗ…ウエハ（感光物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（移動体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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